{"id":7568,"date":"2024-12-31T07:21:13","date_gmt":"2024-12-31T06:21:13","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7568"},"modified":"2024-12-31T07:21:14","modified_gmt":"2024-12-31T06:21:14","slug":"sera-que-o-exoplaneta-trappist-1-b-tem-afinal-uma-atmosfera","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/12\/31\/sera-que-o-exoplaneta-trappist-1-b-tem-afinal-uma-atmosfera\/","title":{"rendered":"Ser\u00e1 que o exoplaneta TRAPPIST-1 b tem, afinal, uma atmosfera?"},"content":{"rendered":"
\n
\"\"<\/a>
Uma impress\u00e3o art\u00edstica de TRAPPIST-1 b pouco antes de passar por detr\u00e1s da estrela an\u00e3 vermelha fria TRAPPIST-1. Estas estrelas s\u00e3o conhecidas pela sua atividade, com grandes manchas estelares e erup\u00e7\u00f5es. TRAPPIST-1 b pode sofrer vulcanismo intenso.\nCr\u00e9dito: Thomas M\u00fcller (HdA\/Instituto Max Planck de Astronomia)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Medi\u00e7\u00f5es recentes com o JWST (James Webb Space Telescope) lan\u00e7am d\u00favidas sobre a atual compreens\u00e3o da natureza do exoplaneta TRAPPIST-1 b. At\u00e9 agora, presumia-se que se tratava de um planeta rochoso escuro sem atmosfera, moldado por um impacto c\u00f3smico de radia\u00e7\u00e3o e meteoritos ao longo de mil milh\u00f5es de anos. O oposto parece ser verdade. A superf\u00edcie n\u00e3o mostra sinais de meteoriza\u00e7\u00e3o, o que poderia indicar atividade geol\u00f3gica como o vulcanismo e a tect\u00f3nica de placas. Em alternativa, um planeta com uma atmosfera enevoada composta por di\u00f3xido de carbono tamb\u00e9m \u00e9 vi\u00e1vel. Os resultados demonstram os desafios de determinar as propriedades de exoplanetas com atmosferas finas.<\/p>\n\n\n\n

TRAPPIST-1 b \u00e9 um dos sete planetas rochosos que orbitam a estrela TRAPPIST-1, localizada a 40 anos-luz de dist\u00e2ncia. O sistema planet\u00e1rio \u00e9 \u00fanico porque permite aos astr\u00f3nomos estudar sete planetas semelhantes \u00e0 Terra a uma dist\u00e2ncia relativamente pr\u00f3xima, estando tr\u00eas deles na chamada zona habit\u00e1vel. Esta \u00e9 a \u00e1rea num sistema planet\u00e1rio onde um planeta pode ter \u00e1gua l\u00edquida \u00e0 superf\u00edcie. At\u00e9 \u00e0 data, dez programas de investiga\u00e7\u00e3o visaram este sistema com o Telesc\u00f3pio Espacial James Webb durante 290 horas.<\/p>\n\n\n\n

O estudo atual, no qual est\u00e3o significativamente envolvidos investigadores do Instituto Max Planck de Astronomia em Heidelberg, Alemanha, foi liderado por Elsa Ducrot do CEA (Commissariat aux \u00c9nergies Atomiques) em Paris, Fran\u00e7a. Este estudo utiliza medi\u00e7\u00f5es da radia\u00e7\u00e3o infravermelha t\u00e9rmica – essencialmente radia\u00e7\u00e3o de calor – do planeta TRAPPIST-1 b com o MIRI (Mid-Infrared Imager) do JWST e foi agora publicado na revista Nature Astronomy. A publica\u00e7\u00e3o inclui os resultados do ano passado, nos quais se basearam as conclus\u00f5es anteriores, que descrevem TRAPPIST-1 b como um planeta rochoso escuro sem atmosfera.<\/p>\n\n\n\n

A crosta de TRAPPIST-1 b poder\u00e1 ser geologicamente ativa<\/strong><\/p>\n\n\n\n

“No entanto, a ideia de um planeta rochoso com uma superf\u00edcie muito desgastada e sem atmosfera \u00e9 inconsistente com as medi\u00e7\u00f5es atuais”, diz o astr\u00f3nomo do Instituto Max Planck de Astronomia, Jeroen Bouwman, que foi correspons\u00e1vel pelo programa de observa\u00e7\u00e3o. “Por isso, pensamos que o planeta est\u00e1 coberto por material relativamente inalterado”. Normalmente, a superf\u00edcie \u00e9 desgastada pela radia\u00e7\u00e3o da estrela central e por impactos de meteoritos. No entanto, os resultados sugerem que a rocha \u00e0 superf\u00edcie tem, no m\u00e1ximo, cerca de 1000 anos, significativamente menos do que o pr\u00f3prio planeta, que se estima ter v\u00e1rios milhares de milh\u00f5es de anos.<\/p>\n\n\n\n

Isto poderia indicar que a crosta do planeta est\u00e1 sujeita a mudan\u00e7as dram\u00e1ticas, que poderiam ser explicadas por vulcanismo extremo ou tect\u00f3nica de placas. Apesar de tal cen\u00e1rio ser atualmente hipot\u00e9tico, n\u00e3o deixa de ser plaus\u00edvel. O planeta \u00e9 suficientemente grande para que o seu interior possa ter retido calor residual da sua forma\u00e7\u00e3o – tal como acontece com a Terra. O efeito de mar\u00e9 da estrela central e dos outros planetas pode tamb\u00e9m deformar TRAPPIST-1 b de modo a que a fric\u00e7\u00e3o interna resultante gere calor – semelhante ao que vemos na lua Io de J\u00fapiter. Para al\u00e9m disso, seria conceb\u00edvel um aquecimento indutivo pelo campo magn\u00e9tico da estrela vizinha.<\/p>\n\n\n\n

Poder\u00e1 TRAPPIST-1 b ter, afinal, uma atmosfera?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

“Os dados tamb\u00e9m permitem uma solu\u00e7\u00e3o completamente diferente”, diz Thomas Henning, diretor em\u00e9rito do Instituto Max Planck de Astronomia. Ele foi um dos principais arquitetos do instrumento MIRI. “Contrariamente \u00e0s ideias anteriores, h\u00e1 condi\u00e7\u00f5es em que o planeta pode ter uma atmosfera espessa e rica em di\u00f3xido de carbono (CO2<\/sub>)”, acrescenta. Um papel fundamental neste cen\u00e1rio \u00e9 a neblina de hidrocarbonetos, ou seja, smog, na atmosfera superior.<\/p>\n\n\n\n

Os dois programas de observa\u00e7\u00e3o, que se complementam no presente estudo, foram concebidos para medir o brilho de TRAPPIST-1 b em diferentes comprimentos de onda na gama do infravermelho (12,8 e 15 micr\u00f3metros). A primeira observa\u00e7\u00e3o foi sens\u00edvel \u00e0 absor\u00e7\u00e3o da radia\u00e7\u00e3o infravermelha do planeta por uma camada de CO2<\/sub>. No entanto, n\u00e3o foi medido qualquer escurecimento, o que levou os investigadores a concluir que o planeta n\u00e3o tem atmosfera.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"\/<\/a>
Representa\u00e7\u00e3o do brilho infravermelho emitido por TRAPPIST-1 b a 12,8 e 15 micr\u00f3metros para diferentes cen\u00e1rios envolvendo rocha nua e atmosfera. Os quatro casos indicam quais os que est\u00e3o de acordo com os dados atuais e quais os que n\u00e3o est\u00e3o. (a) A rocha nua e escura produz um brilho infravermelho superior ao observado; (b) O brilho infravermelho observado \u00e9 bem compat\u00edvel com uma superf\u00edcie de rocha magm\u00e1tica que tem pouco ou nenhum intemperismo; (c) Uma atmosfera de di\u00f3xido de carbono e um elevado v\u00e9u de neblina poderiam tamb\u00e9m explicar os dados das medi\u00e7\u00f5es, na medida em que uma grande parte da radia\u00e7\u00e3o infravermelha prov\u00e9m das camadas superiores da atmosfera; (d) Atmosferas semelhantes \u00e0 da Terra absorvem parte da radia\u00e7\u00e3o infravermelha gerada pela superf\u00edcie, o que levaria a intensidades n\u00e3o observadas em TRAPPIST-1 b.
Cr\u00e9dito: Elsa Ducrot (CEA)\/Instituto Max Planck de Astronomia<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

A equipa de investiga\u00e7\u00e3o efetuou c\u00e1lculos de modelos que mostram que a neblina pode inverter a estratifica\u00e7\u00e3o da temperatura de uma atmosfera rica em CO2<\/sub>. Normalmente, as camadas inferiores, ao n\u00edvel do solo, s\u00e3o mais quentes do que as superiores, devido \u00e0 press\u00e3o mais elevada. \u00c0 medida que a neblina absorve a luz estelar e aquece, aqueceria as camadas atmosf\u00e9ricas superiores, apoiada por um efeito de estufa. Como resultado, o di\u00f3xido de carbono emite ele pr\u00f3prio radia\u00e7\u00e3o infravermelha.<\/p>\n\n\n\n

Vemos algo semelhante a acontecer na lua de Saturno, Tit\u00e3. A sua camada de neblina forma-se, muito provavelmente, sob a influ\u00eancia da radia\u00e7\u00e3o ultravioleta (UV) do Sol, proveniente dos gases ricos em carbono da atmosfera. Um processo semelhante pode ocorrer em TRAPPIST-1 b devido ao facto da sua estrela emitir uma radia\u00e7\u00e3o UV substancial.<\/p>\n\n\n\n

\u00c9 complicado<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Mesmo que os dados se ajustem a este cen\u00e1rio, os astr\u00f3nomos continuam a consider\u00e1-lo menos prov\u00e1vel em compara\u00e7\u00e3o. Por um lado, \u00e9 mais dif\u00edcil, embora n\u00e3o imposs\u00edvel, produzir hidrocarbonetos que formam uma neblina a partir de uma atmosfera rica em CO2<\/sub>. A atmosfera de Tit\u00e3, no entanto, \u00e9 constitu\u00edda principalmente por metano. Por outro lado, o problema continua a ser que as estrelas an\u00e3s vermelhas ativas, que incluem TRAPPIST-1, produzem radia\u00e7\u00e3o e ventos que podem facilmente corroer as atmosferas de planetas pr\u00f3ximos ao longo de milhares de milh\u00f5es de anos.<\/p>\n\n\n\n

TRAPPIST-1 b \u00e9 um exemplo da dificuldade atual em detetar e determinar as atmosferas de planetas rochosos – mesmo para o Webb. S\u00e3o finas quando comparadas com as dos planetas gasosos e produzem apenas fracas assinaturas mensur\u00e1veis. As duas observa\u00e7\u00f5es para estudar TRAPPIST-1 b, que forneceram valores de brilho em dois comprimentos de onda, duraram quase 48 horas, o que n\u00e3o foi suficiente para determinar sem margem para d\u00favidas se o planeta tem uma atmosfera.<\/p>\n\n\n\n

Eclipses e oculta\u00e7\u00f5es como ferramenta<\/strong><\/p>\n\n\n

\n
\"\"\/<\/a>
Esta ilustra\u00e7\u00e3o mostra a observa\u00e7\u00e3o de TRAPPIST-1 b durante um tr\u00e2nsito. Diferentes regi\u00f5es da sua superf\u00edcie s\u00e3o reveladas ao longo da sua \u00f3rbita. O lado virado para a estrela \u00e9 muito mais quente e emite luz infravermelha t\u00e9rmica brilhante. O sinal completo \u00e9 captado imediatamente antes e depois da oculta\u00e7\u00e3o do planeta, com apenas o brilho da estrela registado durante o evento. No painel inferior, o gr\u00e1fico mostra as medi\u00e7\u00f5es de brilho da estrela isoladamente e em combina\u00e7\u00e3o com o lado diurno do planeta, enfatizando as mudan\u00e7as de brilho ao longo do tempo.
Cr\u00e9dito: Elsa Ducrot (CEA)\/Instituto Max Planck de Astronomia<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

As observa\u00e7\u00f5es tiraram partido da ligeira inclina\u00e7\u00e3o do plano dos planetas em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 nossa linha de vis\u00e3o de TRAPPIST-1. Esta orienta\u00e7\u00e3o faz com que os sete planetas passem \u00e0 frente da estrela e a escure\u00e7am ligeiramente durante cada \u00f3rbita. Consequentemente, isto permite aprender sobre a natureza e as atmosferas dos planetas de v\u00e1rias formas.<\/p>\n\n\n\n

A chamada espetroscopia de tr\u00e2nsito provou ser um m\u00e9todo fi\u00e1vel. Trata-se de medir o escurecimento de uma estrela pelo seu planeta, consoante o comprimento de onda. Para al\u00e9m da oculta\u00e7\u00e3o pelo corpo planet\u00e1rio opaco, a partir da qual os astr\u00f3nomos determinam o tamanho do planeta, os gases atmosf\u00e9ricos absorvem a luz da estrela em comprimentos de onda espec\u00edficos. A partir da\u00ed, podem deduzir se um planeta tem uma atmosfera e em que consiste. Infelizmente, este m\u00e9todo tem desvantagens, especialmente para sistemas planet\u00e1rios como TRAPPIST-1. As estrelas an\u00e3s vermelhas e frias apresentam frequentemente grandes manchas estelares e fortes erup\u00e7\u00f5es, afetando significativamente a medi\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Os astr\u00f3nomos contornam em grande parte este problema observando o lado de um exoplaneta aquecido pela estrela na luz infravermelha t\u00e9rmica, como no estudo atual com TRAPPIST-1 b. O brilhante lado diurno \u00e9 particularmente f\u00e1cil de ver imediatamente antes e depois do planeta desaparecer atr\u00e1s da estrela. A radia\u00e7\u00e3o infravermelha que o planeta liberta cont\u00e9m informa\u00e7\u00e3o sobre a sua superf\u00edcie e atmosfera. No entanto, estas observa\u00e7\u00f5es s\u00e3o mais demoradas do que a espetroscopia de tr\u00e2nsito.<\/p>\n\n\n\n

Dado o potencial destas medi\u00e7\u00f5es do chamado eclipse secund\u00e1rio, a NASA aprovou recentemente um extenso programa de observa\u00e7\u00e3o para estudar as atmosferas de planetas rochosos em torno de estrelas pr\u00f3ximas de baixa massa. Este programa extraordin\u00e1rio, “Rocky Worlds”, inclui 500 horas de observa\u00e7\u00e3o com o Telesc\u00f3pio James Webb.<\/p>\n\n\n\n

Certezas sobre TRAPPIST-1 b<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A equipa de investiga\u00e7\u00e3o espera poder obter uma confirma\u00e7\u00e3o definitiva utilizando outra variante de observa\u00e7\u00e3o. Regista a \u00f3rbita completa do planeta em torno da estrela, incluindo todas as fases de ilumina\u00e7\u00e3o, desde o lado noturno, quando passa em frente da estrela, at\u00e9 ao brilhante lado diurno, pouco antes e depois de ser coberto pela estrela. Esta abordagem permitir\u00e1 \u00e0 equipa criar a chamada curva de fase, que indica a varia\u00e7\u00e3o do brilho do planeta ao longo da sua \u00f3rbita. Como resultado, os astr\u00f3nomos podem deduzir a distribui\u00e7\u00e3o da temperatura da superf\u00edcie do planeta.<\/p>\n\n\n\n

A equipa j\u00e1 efetuou esta medi\u00e7\u00e3o com TRAPPIST-1 b. Ao analisar a forma como o calor se distribui pelo planeta, podem deduzir a presen\u00e7a de uma atmosfera. Isto porque uma atmosfera ajuda a transportar o calor do lado diurno para o lado noturno. Se a temperatura mudar abruptamente na transi\u00e7\u00e3o entre os dois lados, isso indica a aus\u00eancia de uma atmosfera.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ Instituto Max Planck de Astronomia (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Nature Astronomy)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Sistema TRAPPIST-1:<\/strong>
ipac\/Caltech\/NASA<\/a>
Wikipedia<\/a>
Open Exoplanet Catalogue<\/a>
TRAPPIST-1 b (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 b (Wikipedia)<\/a>
TRAPPIST-1 b (Exoplanet.eu)<\/a> 
TRAPPIST-1 c (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 c (Wikipedia)<\/a> 
TRAPPIST-1 c (Exoplanet.eu)<\/a>
TRAPPIST-1 d (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 d (Wikipedia)<\/a>
TRAPPIST-1 d (Exoplanet.eu)<\/a>
TRAPPIST-1 e (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 e (Wikipedia)<\/a>
TRAPPIST-1 e (Exoplanet.eu)<\/a>
TRAPPIST-1 f (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 f (Wikipedia)<\/a>
TRAPPIST-1 f (Exoplanet.eu)<\/a>
TRAPPIST-1 g (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 g (Wikipedia)<\/a>
TRAPPIST-1 g (Exoplanet.eu)<\/a>
TRAPPIST-1 h (NASA)<\/a>
TRAPPIST-1 h (Wikipedia)<\/a>
TRAPPIST-1 h (Exoplanet.eu)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Exoplanetas:
<\/strong>Wikipedia<\/a>
Lista de planetas (Wikipedia)<\/a>
Lista de exoplanetas potencialmente habit\u00e1veis (Wikipedia)<\/a>
Lista de exoplanetas mais pr\u00f3ximos (Wikipedia)<\/a>
Lista de extremos (Wikipedia)<\/a>
Lista de exoplanetas candidatos a albergar \u00e1gua l\u00edquida (Wikipedia)<\/a>
Open Exoplanet Catalogue<\/a>
NASA<\/a>
Exoplanet.eu<\/a><\/p>\n\n\n\n

JWST (Telesc\u00f3pio Espacial James Webb):<\/strong>
NASA<\/a>
STScI<\/a>
STScI (website para o p\u00fablico)<\/a>
ESA<\/a>
ESA\/Webb<\/a>
Wikipedia<\/a>
Facebook<\/a>
X\/Twitter<\/a>
Instagram<\/a>
Blog do JWST (NASA)<\/a>
Ciclo 3 GO do Webb (STScI)<\/a>
Ciclo 3 GTO do Webb (STScI)<\/a>
Ciclo 3 DDT do Webb (STScI)<\/a>
NIRISS (NASA)<\/a>
NIRCam (NASA)<\/a>
MIRI (NASA)<\/a>
NIRSpec (NASA)<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Uma impress\u00e3o art\u00edstica de TRAPPIST-1 b pouco antes de passar por detr\u00e1s da estrela an\u00e3 vermelha fria TRAPPIST-1. Estas estrelas s\u00e3o conhecidas pela sua atividade, com grandes manchas estelares e erup\u00e7\u00f5es. TRAPPIST-1 b pode sofrer vulcanismo intenso. Cr\u00e9dito: Thomas M\u00fcller (HdA\/Instituto Max Planck de Astronomia) Medi\u00e7\u00f5es recentes com o JWST (James Webb Space Telescope) lan\u00e7am …<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":7569,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[72,16,1],"tags":[147,387,635],"class_list":["post-7568","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","","category-exoplanetas","category-sondas-missoes-espaciais","category-telescopios-profissionais","tag-exoplaneta","tag-jwst","tag-trappist-1"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7568","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7568"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7568\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":7570,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7568\/revisions\/7570"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media\/7569"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7568"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7568"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7568"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}